Lipidomanalyse

In ihrem Hauptprojekt zur Lipidomanalyse konzentriert die Arbeitsgruppe Lipidomics sich auf die auf die globale Analyse von Lipiden und deren Synthese im Lipidstoffwechsel sowie auf die Signale, die diese Synthesewege steuern. Dabei entwickelt sie zum Beispiel Methoden, mit denen sie feststellen kann, wie viele und welche Lipide vorliegen und wann und wie die Enzyme der Lipidsynthesewege aktiviert werden. Ein weiterer wichtiger Aspekt in dem Projekt ist die Integration von quantitativen Lipidom- und Proteomdaten, mit denen die Gruppe ein umfassendes Bild von zellulären Vorgängen gewinnen will. Außerdem wollen die Wissenschaftler künftig auch den Einfluss des Metaboloms auf Differenzierungsprozesse wie die Megakaryozytendifferenzierung und die Plättchenaktivierung studieren und neue Regulationsmechanismen aufklären, die zum Beispiel bei der In-vitro-Herstellung von Blutplättchen in der pharmazeutischen Industrie eingesetzt werden könnten.

Für ihre Studien hat die Gruppe mesenchymale Stammzellen als Modellsystem etabliert. Diese Stammzellen dienen unter anderem als Vorläufer von Fettzellen und Megakaryozyten, die wiederum Vorläufer der Blutplättchen sind. Der Differenzierungsprozess wird über molekulare Schalter gesteuert; sobald die Entscheidung gefallen ist, dass eine Stammzelle zum Beispiel zur Fettzelle werden soll, kommen massive Umbauprozesse in Gang, von denen auch die Lipidzusammensetzung betroffen ist. Die Differenzierung von Stammzellen ist daher ein idealer Ansatzpunkt für Lipidomstudien, die wiederum von besonderem Interesse für die Biomedizin sind: Etwa für die Erforschung metabolischer Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems sowie für die Grundlagenforschung im Bereich der Fettsucht.

Methodisch verfolgt die Gruppe zwei Ansätze: Bei der ungerichteten Lipidomanalyse („Shotgun Lipidomics“) wird nach der Gesamtheit aller Lipide in einer Probe gesucht. Dieser Ansatz könnte sich daher vor allem als Diagnosemethode für umfassende Screenings eignen. Möchte man dagegen herausfinden, ob in der Probe ein bestimmtes Lipid vorliegt – etwa eines, das für Fettsucht oder Herz-Kreislauf-Erkrankungen verantwortlich ist – eignet sich die gezielte Lipidomanalyse („Targeted Lipidomics“).

Da biologische Proben oft in nur geringen Mengen vorliegen, ist es außerdem notwendig, den Analyseaufbau zu verkleinern. Miniaturisierte Trenn- und Ionisierungsmethoden wie Nano-Elektrospray und Nano-RP-HPLC sollen es erlauben, geringste Probenmengen zu analysieren und quantitativ zu erfassen. Diese Sensitivität ist von besonderem Vorteil, wenn bestimmte Stoffwechselstörungen oder gesundheitsschädliche Lipide nachgewiesen werden sollen, die nur in sehr geringen Konzentrationen vorkommen.